本發(fā)明涉及化學工業(yè)領域液體濃縮操作過程，具體是一種鈦白廢酸濃縮裝置。

背景技術：

在化學工業(yè)領域內，有許多液體原料、半成品需要濃縮，加工成產(chǎn)品；有許多液體廢料為了滿足環(huán)保的要求，對廢酸、廢液的濃縮處理，一般都采用蒸汽加熱蒸發(fā)的操作過程。

例如，在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中，最難解決的是廢酸的有效回用，因為含酸濃度為20%左右的廢酸要占處理廢物的70%，廢酸的濃縮除雜處理回用或再用一直是行業(yè)內揮之不去又接納不了的嚴重問題。

縱觀國內外硫酸法鈦白粉企業(yè)處理廢酸的方法，采用廢酸濃縮是最主要的方法，國外一些大型硫酸法鈦白粉企業(yè)都使用濃縮法處理廢酸。廢酸濃縮法就是加熱廢酸，使硫酸濃度增加，然后返回酸解工序。濃縮法可以采用浸沒燃燒法和蒸發(fā)法。浸沒燃燒法為早期的濃縮工藝，工藝過程為在燃燒室中產(chǎn)生的高溫氣體(1200℃左右)，直接噴入廢酸中，使廢酸的水分蒸發(fā)而起到濃縮廢酸的作用，由于硫酸濃度的提高使溶解在廢酸中的硫酸亞鐵以一水硫酸亞鐵的形式析出，該法濃縮后的硫酸濃度不高，而且設備腐蝕厲害，前蘇聯(lián)有用此法把廢硫酸濃縮至55％后出售或供生產(chǎn)磷肥使用。蒸發(fā)濃縮，根據(jù)其蒸發(fā)強度、濃縮級數(shù)，分別把20％左右的廢硫酸濃縮至40％、50％、70％甚至90％以上，該法為近年來國內外鈦白粉企業(yè)普遍采用的濃縮方法。但是采用多效蒸發(fā)來濃縮鈦白廢酸存在難以克服的問題：（1）蒸發(fā)管道易堵塞，運行不穩(wěn)定；（2）設備材質要求高，投資大；（3）操作復雜，維修困難，所以不適合我國一些中小型鈦白粉企業(yè)。

有關公開文獻報道了一些濃縮鈦白廢酸的新方法。例如：發(fā)明專利ZL201210365019.7中公開了利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方法，即利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行預加熱，使鈦白廢酸溫度達到50～90℃，然后將預加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的蒸發(fā)罐進行蒸發(fā)濃縮，該方法減少了廢酸濃縮中傳統(tǒng)能源的消耗，降低鈦白廢酸濃縮生產(chǎn)成本，但是太陽能不是365天都能用的，所以太陽能加熱裝置產(chǎn)生的熱量只是作為真空蒸發(fā)槽的輔助熱源而已。

但是上述文獻還是沒能找到一種能耗低、處理方法簡單、又適用于中小型硫酸法鈦白粉企業(yè)的鈦白廢酸濃縮裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種投資少、處理方法簡單、占地面積小，鈦白廢酸濃縮裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采用稀酸泵將含酸濃度為20％左右的鈦白廢酸壓入蒸汽加熱器的管程，稀廢酸在多管程中來回流動，與蒸汽加熱器殼程的蒸汽進行熱量交換，稀廢酸被加熱，經(jīng)蒸汽加熱器的熱廢酸出口管送入閃蒸罐，在閃蒸罐的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，鈦白廢酸濃縮到規(guī)定濃度，水蒸汽進入水噴射真空泵，水蒸汽被冷凝，被濃縮了的鈦白廢酸從閃蒸罐濃酸出口管排出。

上述一種鈦白廢酸濃縮裝置采用的設備包括：稀酸泵、稀酸罐、蒸汽加熱器、閃蒸罐、循環(huán)耐酸泵、水噴射真空泵，其特征是：稀酸罐的進口管與稀廢酸管連接；稀酸罐的排渣管與廢渣管連接；稀酸罐的出口管與稀酸泵的進口管連接；稀酸泵的出口管與蒸汽加熱器的稀酸進口管連接；蒸汽加熱器的熱廢酸出口管與閃蒸罐的熱廢酸進口管連接；閃蒸罐的蒸汽出口管與水噴射真空泵的蒸汽進口管連接；閃蒸罐的循環(huán)出口管與循環(huán)耐酸泵的進口管連接；循環(huán)耐酸泵的出口管與稀酸罐的進口管連接；閃蒸罐的濃廢酸排出管與濃廢酸管連接；蒸汽加熱器的蒸汽進口管與蒸汽輸送管連接；蒸汽加熱器的蒸汽凝結水排出管與凝結水收集管連接。

上述一種鈦白廢酸濃縮裝置采用的蒸汽加熱器是采用多管程蒸汽加熱的結構，其傳熱管及管程流域均采用耐腐蝕材料制成，其殼程流域采用碳鋼制成。

上述一種鈦白廢酸濃縮裝置適用于硫酸法制取鈦白粉的工藝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其突出的實質性特點和顯著的進步是：

1．工藝過程能耗低：采用多管程蒸汽加熱，加熱效率高；采用真空蒸發(fā)，能耗低；該裝置比通常加熱廢酸使硫酸濃度增加的方法要節(jié)能得多。

2．工藝簡捷、有效：稀酸罐內濃度高的廢酸由于溫度下降會有結晶析出而沉于罐底，確保蒸汽加熱器不被堵塞，該工藝過程簡捷而有效，運行安全可靠，為廢酸再利用打下基礎。

3．經(jīng)濟效益顯著：該工藝投資少，回收及利用大量的廢酸，經(jīng)濟效益顯著。

4. 環(huán)境效益顯著：該工藝過程不產(chǎn)生任何新的危害環(huán)境的有害物質，符合“減量化、資源化”原則，環(huán)境效益顯著。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種濃縮鈦白廢酸的方法的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種鈦白廢酸濃縮裝置采用的設備包括：稀酸泵1、稀酸罐2、蒸汽加熱器3、閃蒸罐4、循環(huán)耐酸泵5、水噴射真空泵6，其特征是：稀酸罐2的進口管與稀廢酸管連接；稀酸罐2的排渣管與廢渣管連接；稀酸罐2的出口管與稀酸泵1的進口管連接；稀酸泵1的出口管與蒸汽加熱器3的稀酸進口管連接；蒸汽加熱器3的熱廢酸出口管與閃蒸罐4的熱廢酸進口管連接；閃蒸罐4的蒸汽出口管與水噴射真空泵6的蒸汽進口管連接；閃蒸罐4的循環(huán)出口管與循環(huán)耐酸泵5的進口管連接；循環(huán)耐酸泵5的出口管與稀酸罐2的進口管連接；閃蒸罐4的濃廢酸排出管與濃廢酸管連接；蒸汽加熱器3的蒸汽進口管與蒸汽輸送管連接；蒸汽加熱器3的蒸汽凝結水排出管與凝結水收集管連接。

具體流程如下：鈦白廢酸通過稀廢酸管送進稀酸罐2儲存待加熱，采用稀酸泵1將稀廢酸壓入蒸汽加熱器3的管程，稀廢酸在多管程中來回流動，與蒸汽加熱器3殼程的蒸汽進行熱量交換，稀廢酸被加熱，經(jīng)蒸汽加熱器3的熱廢酸出口管送入閃蒸罐4，在閃蒸罐4的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液滴通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進入水噴射真空泵6，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵6的抽吸作用，使閃蒸罐4處于真空負壓狀態(tài)。罐內的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵5送入稀酸罐2儲存等待繼續(xù)加熱，在液體底層達到濃度要求的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。進入稀酸罐2濃度高的廢酸由于溫度下降會有結晶析出而沉于罐底，這些結晶廢渣作定時排卸處理。

實施例1

將含酸濃度為20％左右，溫度為50度的鈦白廢酸通過稀廢酸管送進稀酸罐2儲存待加熱，采用稀酸泵1將稀廢酸壓入蒸汽加熱器3的管程，稀廢酸在多管程中來回流動，與蒸汽加熱器3殼程的蒸汽進行熱量交換，稀廢酸被加熱，溫度提升到80度左右，經(jīng)蒸汽加熱器3的熱廢酸出口管送入閃蒸罐4，在閃蒸罐4的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液滴通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進入水噴射真空泵6，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵6的抽吸作用，使閃蒸罐4處于真空負壓狀態(tài)。罐內的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵5送入稀酸罐2儲存等待繼續(xù)加熱，在液體底層達到濃度為50%左右的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。進入稀酸罐2濃度高的廢酸由于溫度下降會有結晶析出而沉于罐底，這些結晶廢渣作定時排卸處理。

實施例2

將含酸濃度為30％左右，溫度為60度的鈦白廢酸通過稀廢酸管送進稀酸罐2儲存待加熱，采用稀酸泵1將稀廢酸壓入蒸汽加熱器3的管程，稀廢酸在多管程中來回流動，與蒸汽加熱器3殼程的蒸汽進行熱量交換，稀廢酸被加熱，溫度提升到100度左右，經(jīng)蒸汽加熱器3的熱廢酸出口管送入閃蒸罐4，在閃蒸罐4的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液滴通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進入水噴射真空泵6，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵6的抽吸作用，使閃蒸罐4處于真空負壓狀態(tài)。罐內的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵5送入稀酸罐2儲存等待繼續(xù)加熱，在液體底層達到濃度為60%左右的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。進入稀酸罐2濃度高的廢酸由于溫度下降會有結晶析出而沉于罐底，這些結晶廢渣作定時排卸處理。